Aktin
Aktin (İng. actin), hücre iskeletinin temel yapı taşlarından biri olan ve kas kasılmasında ince filamenti oluşturan proteindir. Kasılmada miyozin ile birlikte çalışarak mekanik gücün üretilmesini sağlar.
Etimoloji
Ad, proteinin miyozinin enzimatik etkinliğini "etkinleştirme" özelliğine gönderme yapar; Latince actus (hareket, edim) kökünden türetilmiştir. Protein ilk kez 1940'larda Macar biyokimyacı Brunó Straub tarafından ayrıştırılmıştır.
Klinik bağlam
Protein iki biçimde bulunur: küresel yapıdaki tek birimler (G-aktin) ve bunların uç uca dizilmesiyle oluşan sarmal filamentler (F-aktin). Bu iki biçim arasındaki dönüşüm sürekli ve düzenlenmiş bir süreçtir; hücre şekli değişikliği, göç ve bölünme bu dinamik yapıya dayanır. Çizgili kasta filamentler kararlı biçimde örgütlenir ve sarkomerin ince filamentini oluşturur; üzerlerinde tropomiyozin ve troponin kompleksi yer alır.[1]
Kasılmada rolü, düzenlenen bir erişim denetimidir. Dinlenme durumunda tropomiyozin, aktin üzerindeki miyozin bağlanma bölgelerini örter. Sitoplazmada kalsiyum yükseldiğinde troponin C'ye bağlanır, kompleks biçim değiştirir ve tropomiyozin yer değiştirerek bölgeleri açar; böylece miyozin başları çapraz köprü kurabilir ve filamentler birbirinin üzerinden kayar. Bu nedenle kasılmanın hız belirleyici basamağı, aktinin kendisi değil, ona erişimin kalsiyum aracılığıyla açılmasıdır — eksitasyon-kontraksiyon eşleşmesi kavramının çekirdeği budur. Düz kasta düzenleme farklıdır ve ağırlıklı olarak miyozin üzerinden gerçekleşir.
Kas dışındaki işlevleri de klinik açıdan önemlidir. Hücre iskeletinin dinamik yapısı; fagositoz, hücre göçü, yara iyileşmesi, sitokinez ve hücre bağlantılarının korunmasında rol oynar. Trombositlerin şekil değiştirerek yayılması ve pıhtının geri çekilmesi bu sisteme dayanır. Bağırsak ve böbrek tübül epitelinde mikrovillusların iskeleti aktinden oluşur; iskemi sırasında bu iskeletin bozulması, akut böbrek hasarında tübül hücrelerinin polaritesini yitirmesinin ve lümene dökülmesinin mekanizmasıdır.
Patolojide protein birkaç yolla karşımıza çıkar. Aktin ve ilişkili proteinleri kodlayan genlerdeki mutasyonlar, kalıtsal kardiyomiyopatilerin ve bazı konjenital miyopatilerin nedenidir. Düz kas aktinine karşı gelişen otoantikorlar, otoimmün hepatit tanısında kullanılan belirteçlerdendir. Ayrıca dokularda düz kas aktininin gösterilmesi, patolojide tümör kökeninin belirlenmesinde başvurulan bir immünohistokimyasal yöntemdir. Ağır doku hasarında hücrelerden salınan filamentlerin dolaşımda birikmesi, plazmadaki temizleyici sistemleri tüketerek organ hasarına katkıda bulunabilir.
Farmakolojik olarak sistem, doğrudan hedeflenmesi güç bir yapıdır; çünkü tüm hücrelerde temel işlevler görür ve seçici olmayan müdahale ağır toksisiteye yol açar. Buna karşılık aktin-miyozin etkileşimini dolaylı biçimde düzenleyen ajanlar klinikte kullanılır: kalsiyum duyarlaştırıcılar ince filament sisteminin kalsiyuma yanıtını artırarak kalp kasılmasını güçlendirir; düz kasta miyozin hafif zincir kinaz yolağını etkileyen ilaçlar damar tonusunu ve bronş çapını değiştirir. Kanser tedavisinde kullanılan bazı ajanlar ise hücre iskeletinin dinamik yapısını hedef alarak bölünmeyi engeller.[2]
Klinik tuzakların başında, kas güçsüzlüğünün her zaman sinir ya da kavşak kaynaklı sanılması gelir; filament düzeyindeki bozukluklar da benzer tablo yaratır ve sinir iletim çalışması normal bulunabilir. Bir diğeri, kritik hastalıkta gelişen güçsüzlüğün yalnızca hareketsizliğe bağlanmasıdır; bu tabloda ince filament proteinlerinin seçici kaybı gösterilmiştir ve süreç hareketsizlikten daha karmaşıktır.
Eş anlamlılar
- İnce filament proteini
- F-aktin / G-aktin (yapısal biçimleri)